كاربرد ديناميك سيالات محاسباتي(CFD) در طراحي بهينه صفحه جاذب خشك‌كن خورشيدي

Application of CFD in optimization of solar dryer absorber plate

يكي از كاربردهاي انرژي خورشيدي، در خشك­كن خورشيدي مي­باشد. اما اين نوع خشك­كن­ها داراي بازدهي پائيني هستند كه براي افزايش بازده و صرفه­جويي در مقدار انرژي مصرفي بهينه­سازي صفحه جاذب آن­ها در اولويت قرار دارد. بدين­منظور، جريان هواي داخل محفظه صفحه جاذب خشك­كن خورشيدي با استفاده از روش مدل‌سازي ديناميك سيالات محاسباتي (CFD) شبيه­سازي شد سپس روند انتقال حرارت، توزيع جريان و سرعت هواي داخل محفظه تحليل گرديد و بصورت آزمايشگاهي صفحات مختلف جاذب مورد مقايسه قرار گرفتند. در اين تحقيق سه حالت مختلف صفحه جاذب با ورودي­ يكسان و سه حالت خروجي متفاوت (دايره­اي، متداول و متخلخل) بررسي شد كه در صفحه با خروجي متخلخل، صفحه با ضريب تخلخل 0314/0 استفاده شد. نتايج نشان داد كه بين داده­هاي تحليلي و تجربي، ضريب تبيين (R2) بالاي 97 درصد برقرار بود. در صفحات دايره­اي و متداول انباشت حرارتي در گوشه­ها وجود داشت كه با تغيير در نوع خروجي و تبديل آن به حالت خروجي متخلخل از تلفات گرمايي و انباشت حرارت جلوگيري بعمل آمد.

One of the ways to use solar energy is to use a solar dryer. But these kind of dryers have low efficiency that optimizes their absorbent plate to increase efficiency and save energy. For this purpose, the air flow inside the compartment of the adsorbent plate of the solar dryer was simulated using the computational fluid dynamics modeling and the heat transfer process, flow distribution and air velocity inside the compartment were analyzed and finally, the plates were compared in vitro. In this research, three different modes of the page with the same input and three different output modes (circular, conventional and perforated) were investigated. In a porous sheet with porosity, the plate was used with a coefficient of 0.0314. The results showed that between analytical and empirical data, the explanatory factor (R2) was above 97%. There are circular and conventional heat accumulation in the corners, which, by changing the type of output and converting it to the perforated output state, Heat and heat accumulation are prevented.